南亚果实蝇谷胱甘肽S-转移酶基因的鉴定及组织表达

摘要

【目的】探究南亚果实蝇谷胱甘肽S-转移酶基因Btau GSTd1和Btau GSTd2的分子特征及组织表达模式,揭示Btau GSTd1和Btau GSTd2在南亚果实蝇嗅觉及抗药性方面的潜在生理功能,为南亚果实蝇嗅觉识别及抗药性机制研究提供参考。【方法】基于南亚果实蝇成虫头部的转录组数据,通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)克隆Btau GSTd1和Btau GSTd2,运用生物信息学分析Btau GSTd1和Btau GSTd2的序列特征,通过同源建模构建Btau GSTd1和Btau GSTd2蛋白的三维模型,并采用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)技术检测Btau GSTd1和BtauGSTd2在南亚果实蝇成虫不同组织中的表达水平。【结果】序列分析结果表明,Btau GSTd1开放阅读框为684 bp,编码227个氨基酸残基,Btau GSTd1蛋白的相对分子质量为26.26 ku,等电点为8.43;Btau GSTd2开放阅读框为624bp,编码207个氨基酸残基,Btau GSTd2蛋白的相对分子质量为23.80 ku,等电点为5.90。Btau GSTd1和Btau GSTd2蛋白均含有羧基端结构域和氨基端结构域,无信号肽,不含跨膜结构域,属于非分泌胞质型谷胱甘肽S-转移酶。系统进化分析结果表明,Btau GSTd1和Btau GSTd2均属于昆虫特有的Delta谷胱甘肽S-转移酶亚家族。构建的三维模型显示,Btau GSTd1和Btau GSTd2氨基端结构域均由3个α螺旋(α1～α3)和4个β折叠(β1～β4)构成,羧基端结构域均由6个α螺旋组成(α4～α9)。RT-q PCR结果显示,Btau GSTd1和Btau GSTd2在南亚果实蝇雌雄成虫各供试组织中均有表达,其中Btau GSTd1在雄虫带触角的头部相对表达量显著高于其他组织,在雌虫各供试组织间相对表达量无显著性差异;Btau GSTd2在雌、雄成虫带触角的头部和去触角的头部相对表达量均显著高于去头部的虫体。【结论】Btau GSTd1和Btau GSTd2在南亚果实蝇体内除了充当解毒酶的角色外,很可能在其嗅觉系统中作为气味降解酶,行使降解气味化合物、保护嗅觉系统免受毒害的功能。

关键词

南亚果实蝇 / 谷胱甘肽S-转移酶 / 生物信息学分析 / 表达模式